В производствения процес-за производство на суспензия за литиеви батерии и натриево-йонни батерии, проводимата суспензия от много-стенни въглеродни нанотръби е най-широко използваната категория проводящ агент. Пазарът го разделя на два основни продукта: NMP маслена-базирана и водна-базирана. Много специалисти по научноизследователска и развойна дейност на фабрики за батерии лесно пренебрегват разликите в системите на разтворителите по време на избора, като директно смесват каши от различни системи. Това води до поредица от производствени проблеми като флокулация и агломерация на суспензията, ненормален дрейф на вискозитета, отделяне на прах от електрода и намаляващ живот на цикъла. Разграничаването на съществените разлики между много{9}}стенни въглеродни нанотръби на водна-основа и NMP масло-суспензии и съпоставянето им със съответните свързващи системи е единственият начин за стабилно използване на усилващия ефект на проводящите агенти и намаляване на нивата на дефекти в масовото производство. Shandong Tanfeng е дълбоко ангажиран в научноизследователска и развойна дейност и производство на много-стенни проводими суспензии от въглеродни нанотръби, с паралелни продуктови линии както за NMP базирани на масло-системи, така и на водна-базирана система. Завършихме проверката за съвместимост за масовите класьори, като предоставихме на клиентите референции за избор и-поддръжка на процеси на място.
I. Основни разграничителни точки между много{1}}стенни CNT суспензии на водна-основа и NMP маслени-суспензии
Основната разлика между двата типа проводима суспензия от много{0}}стенни въглеродни нанотръби се крие в дисперсионната среда и придружаващия диспергатор. Те не могат да бъдат разграничени само по външен вид или цвят. Продуктовите спецификации трябва да бъдат проверени и директното кръстосано -системно захранване и смесване са строго забранени.
Проводимата суспензия от много-стенни въглеродни нанотръби на базата на NMP{0}}масло използва NMP като дисперсионен разтворител с разтворими в масло-дисперсанти. Водо{4}}базираната много-стенна проводяща суспензия от въглеродни нанотръби използва дейонизирана вода като среда с водно{6}}разтворими помощни средства за дисперсия. След кръстосано-смесване, диспергаторът се утаява и разваля, а въглеродните нанотръби флокулират и агломерират, което директно прави суспензията неизползваема.
| Елемент за сравнение | Суспензия на основата на много-CNT NMP масло- | Много{0}}стенна CNT водна-суспензия | Референтна база |
|---|---|---|---|
| Дисперсионна среда | NMP органичен разтворител | Дейонизирана вода | Литиева батерия Проводима суспензия Индустриални спецификации за приложение |
| Тип дисперсант | Маслоразтворим- | Водо{0}}разтворим | Данни от изпитването на суспензията |
| Типичен електрод за приложение | NCM, LFP катод | Графит, силициев-въглероден, натриев-йонен воден анод | Статистика за масовото производство на захранваща батерия |
| Поддържащи изисквания за производствена линия | Изисква единица за възстановяване на разтворител NMP | Не е необходима система за възстановяване на разтворителя | Фабрични действителни производствени условия |
| Риск-при съхранение при ниска температура | Не е склонен към втвърдяване при ниски температури | Замръзва под 0 градуса, увреждайки дисперсионната система | Спецификации за съхранение на продукта |
Фабричните-доставени много{1}}стенни шлами от въглеродни нанотръби на Shandong Tanfeng използват независимо наименование на класове за базирани на масло-и-базирани на вода версии. Спецификацията ясно посочва дисперсионната среда и приложимите сценарии, като се избягва злоупотреба с материала от източника.
II. Свързващи системи, съвместими с NMP маслена -базирана много-стенна CNT проводима суспензия
Масло-базирана на NMP много{1}}стенна проводяща суспензия от въглеродни нанотръби е съвместима основно с PVDF-серия маслени-разтворими свързващи вещества, използвани за производство на катодна суспензия-на литиева батерия и не може да се използва със свързващи вещества-на водна основа.
Средата-за производство на катодна суспензия-на маслена основа използва NMP като разтворител. PVDF свързващото вещество може да бъде напълно разтворено в NMP и има отлична съвместимост с проводима суспензия от много-стенни въглеродни нанотръби на маслена-базирана основа.
Общо PVDF хомополимерно свързващо вещество:Основният избор за LFP и обикновени NCM катоди. Съвместими и стабилни, позволяващи на въглеродните нанотръби да се разпръснат равномерно и да изградят непрекъсната проводяща мрежа.
Модифицирано PVDF свързващо вещество:Модифициран PVDF специално за високо-никелови NCM катоди. Той има добра съвместимост с проводяща суспензия от-базирани на масло много-стенни въглеродни нанотръби, отговаряйки на строгите изисквания на високо-никеловата система за стабилност на интерфейса.
Забележка:Свързващите -на водна основа като CMC и SBR са строго забранени в системи на-суспензия на маслена основа. Въвеждането на вода ще доведе до утаяване на PVDF и суспензията ще желира и агломерира.
Фабричен калъф:Производствена линия за съхранение на енергия LFP избра проводимата суспензия от многостенни въглеродни нанотръби на Shandong Tanfeng-базирана на NMP-нанотръби с общо PVDF свързващо вещество. Реологията на суспензията беше стабилна, запушването на екрана на покритието беше минимално, а проводимостта на електрода отговаряше на стандартите, задоволявайки нуждите за масово производство на клетки за съхранение на енергия.
III. Свързващи системи, съвместими с водна-базирана много-стенна CNT проводима суспензия
Водна{0}}базирана много{1}}стенна проводяща суспензия от въглеродни нанотръби е съвместима с анодни свързващи-фазови свързващи вещества, предимно CMC-SBR, и е съвместима с множество силициеви-въглеродни и натриево-йонни свързващи вещества за батерии. Не може да се смесва със свързващи разтвори на базата на NMP масло-.
Проводимата суспензия от-много{1}}стенни въглеродни нанотръби на водна основа се използва главно в графитни аноди, силициеви-въглеродни аноди и твърди въглеродни аноди на натриево-йонни батерии. Дисперсантите са оптимизирани за водна среда.
CMC-SBR система:Най-често използваното свързващо вещество за конвенционални графитни аноди. Водната -базирана много{2}}стенна суспензия от въглеродни нанотръби на Shandong Tanfeng е настроена за съвместимост-за тази система, намалявайки риска от дрейф на вискозитета.
PAA, PI Binders:За системи с-силикон-въглеродни аноди с високо разширение. Те могат да бъдат комбинирани с водна-базирана много-стенна проводяща суспензия от въглеродни нанотръби, за да буферират промените в обема на силициевите-въглеродни частици и да поддържат целостта на проводимата мрежа.
LA133 Полиакрилна киселина-Свързващо вещество:Често използвано свързващо вещество за водни аноди на натриево-йонни батерии, с добра съвместимост с водна{1}}базирана много-стенна проводима каша от въглеродни нанотръби.
| Клас на свързващо вещество | Съвместим с многостенна-суспензия на водна основа | Основни сценарии за приложение |
|---|---|---|
| CMC-SBR | ✅ | Графитен анод, ниско-силициев силициев-въглероден анод |
| PAA / PI | ✅ | Силициев-въглероден анод със средно{0}}до-високо съдържание на силиций |
| LA133 | ✅ | Анод на натриево-йонна батерия |
| PVDF | ❌ | Катод-на маслена основа, смесването е забранено |
Практически съвет:Препоръчва се SBR латексът да се добави в по-късния етап на приготвяне-на тор. Избягвайте да го разбърквате с проводима суспензия от много-стенни въглеродни нанотръби при висока скорост за продължителни периоди, за да предотвратите деемулгирането на SBR латекс.
IV. Методи за преценка на избора за суспензии на основата на много-CNT масло- и вода-
За избор дайте приоритет на системата от разтворители-за създаване на електродна суспензия. За катоди дайте приоритет на NMP маслена-суспензия. За анодите дайте приоритет на водна-суспензия. Не се препоръчва да се налага кръстосано-използване на системата с цел опростяване на инвентаризацията на материалите.
Катод на литиева батерия (LFP, NCM, високо-никелов NCM):Разтворителят-за получаване на суспензия е NMP, свързващото вещество е PVDF. Изберете проводима суспензия от въглеродни нанотръби с много-стенни -базирани NMP масла.
Анод на литиева батерия (графитен, силициев-въглероден анод):Средата-за приготвяне на суспензия е дейонизирана вода, свързващото вещество е CMC-SBR/PAA. Изберете водна-базирана много-стенна проводима суспензия от въглеродни нанотръби.
Натриево-йонна батерия:За маслени-катоди изберете маслена-суспензия; за твърди въглеродни аноди на водна основа изберете проводяща суспензия от-водна много-стенна въглеродна нанотръба.
Някои компании се надяват, че една проводяща суспензия може да обслужва и катоди, и аноди. Този подход носи висок риск. Несъответствието на системата на разтворителя ще предизвика серия от скрити повреди, включително агломерация, питинг и разграждане на цикъла. Shandong Tanfeng разработва поотделно проводящи суспензии от-маслена и водна-базирана много-въглеродни нанотръби, като съвпада с различни катодни и анодни формулиращи системи и намалява работното натоварване при отстраняване на грешки във формулите на клиентите.
V. Точки за избягване на клопка за съвместимост по време на производство и употреба
Дори при избрана правилна система за оборски тор, неправилната последователност на захранване, условията на съхранение или-процесите за приготвяне на оборски тор могат да доведат до аномалии в съвместимостта. Необходимо е стандартизиране на оперативните процедури за-съхраняване на материали и производство на тор.
Премахнете кръстосаното-смесване:Маслена-базирана-суспензия с много стени не трябва да се добавя към водни{2}}резервоари за производство на суспензия; суспензия на-водна основа не трябва да се смесва в системи с маслена-фаза NMP.
Стандартизирайте процеса на хранене:Проводимата суспензия от много-стенни въглеродни нанотръби за предпочитане трябва да бъде предварително-смесена при ниска скорост със съответния разтворител + матерната луга на свързващото вещество преди добавяне на активни материали. Не се препоръчва директно хранене със сух прах.
Осигурете правилен складов контрол:Избягвайте да съхранявате суспензия на-водна основа под 0 градуса, за да предотвратите замръзване от увреждане на дисперсионната система. Съхранявайте суспензията на маслена- основа запечатана, за да предотвратите абсорбирането на влага.
Малък{0}}пробен първи за нови класьори:Когато променяте класовете на свързващото вещество, дайте приоритет на провеждането на малък тест за съвместимост на формулата, наблюдавайте вискозитета и стабилността на суспензията и потвърдете, преди да увеличите производството.
Продуктовата документация на Shandong Tanfeng включва препоръчителни последователности на захранване и референтни параметри за разбъркване. Когато клиентите сменят класовете на свързващото вещество, ние можем да помогнем при провеждането на малки-изпитания за съвместимост, за да идентифицираме предварително опасностите от съвместимостта.
Проводимата суспензия от много{0}}стенни въглеродни нанотръби се разделя на два основни продукта: NMP маслена-базирана и-водна-базирана. Суспензията на базата на масло-NMP е съвместима с PVDF масло-разтворими свързващи вещества и се използва най-вече за катоди на литиеви батерии. Суспензията-на водна основа е съвместима с CMC-SBR, PAA, PI, LA133 и други свързващи вещества-на водна основа и се използва най-вече за водни аноди на графит, силициев-въглерод и натриево-йонни батерии. Не трябва да се извършва кръстосано{14}}смесване на системи с разтворители за опростено управление на материалите, тъй като това ще доведе до повреда на суспензията и влошаване на производителността на батерията. Shandong Tanfeng притежава пълен производствен капацитет за проводими суспензии от много-въглеродни нанотръби на основата на петрол-и вода-базирани, завърши проверката за съвместимост с основните свързващи вещества и предоставя проби, доклади от тестове и насоки за процесите, за да помогне на компаниите за батерии да постигнат стабилно масово производство.